發(fā)布時間：2021-11-18所屬分類：醫(yī)學(xué)職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 【摘要】目的探討3D打印技術(shù)在小兒后天性肘內(nèi)翻畸形截骨矯形術(shù)中的臨床應(yīng)用價值。方法收集2016年6月至2018年8月由重慶大學(xué)附屬三峽醫(yī)院小兒外科收治的16例肘內(nèi)翻畸形患者作為研究對象，均行截骨矯形手術(shù)治療。其中男童10例，女童6例，平均年齡7.7歲。術(shù)前根據(jù)HSS(Hospi
【摘要】目的探討3D打印技術(shù)在小兒后天性肘內(nèi)翻畸形截骨矯形術(shù)中的臨床應(yīng)用價值。方法收集2016年6月至2018年8月由重慶大學(xué)附屬三峽醫(yī)院小兒外科收治的16例肘內(nèi)翻畸形患者作為研究對象，均行截骨矯形手術(shù)治療。其中男童10例，女童6例，平均年齡7.7歲。術(shù)前根據(jù)HSS(HospitalforSpecialSurgery)肘關(guān)節(jié)評分標(biāo)準(zhǔn)評價肘關(guān)節(jié)功能，行肘關(guān)節(jié)CT掃描，建立數(shù)字模型，按照1∶1等比例打印3D實體模型，在模型上設(shè)計截骨平面，術(shù)中參照3D模型實施截骨矯形。手術(shù)后6個月復(fù)查，采用HSS肘關(guān)節(jié)評分標(biāo)準(zhǔn)評價肘關(guān)節(jié)功能，拍攝肘關(guān)節(jié)正側(cè)位X線片測量肘關(guān)節(jié)提攜角、肱骨前傾角和鮑曼角，并與術(shù)前設(shè)計進(jìn)行比較，評價矯形效果是否符合預(yù)期。結(jié)果16例患者均在全麻下順利完成手術(shù)，術(shù)后均獲隨訪，所有患者獲骨性愈合，肘內(nèi)翻畸形獲得矯正，無神經(jīng)血管損傷、術(shù)區(qū)感染、克氏針移位等并發(fā)癥發(fā)生。3D模型模擬手術(shù)效果:提攜角范圍為9°～19°，平均(13.57±2.62)°;手術(shù)后6個月X線片結(jié)果:提攜角范圍為9°～19°，平均(14.34±3.28)°，前傾角范圍為24°～51°，平均為(40.08±7.44)°，鮑曼角范圍為55°～76°，平均為(67.54±6.10)°。3D模擬手術(shù)與實際手術(shù)后提攜角對比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.76，P=0.1)。術(shù)后6個月隨訪時肘關(guān)節(jié)功能評定:優(yōu)10例，良0例，一般5例，差1例。肘關(guān)節(jié)功能評分:69～100分，平均(89.00±11.62)分;與術(shù)前肘關(guān)節(jié)功能評分比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.03，P=0.32)。結(jié)論在小兒肘關(guān)節(jié)畸形截骨矯形術(shù)中運用3D打印技術(shù)，有助于評估畸形形態(tài)和精確設(shè)計截骨角度，截骨矯形效果符合預(yù)期。
【關(guān)鍵詞】3D打印;肘關(guān)節(jié)/損傷;肘關(guān)節(jié)/畸形;肘內(nèi)翻;截骨;外科手術(shù);兒童
3D打印技術(shù)近年來在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用，成為脊柱、骨盆、顱頜面部等部位手術(shù)設(shè)計的重要幫手。重慶大學(xué)附屬三峽醫(yī)院小兒外科于2016年6月至2018年8月將3D打印技術(shù)應(yīng)用于小兒后天性肘內(nèi)翻畸形截骨矯形手術(shù)，取得了良好效果，現(xiàn)報道如下。
材料與方法
一、一般資料
回顧性收集重慶大學(xué)附屬三峽醫(yī)院小兒外科自2016年6月至2018年8月實施截骨矯形手術(shù)治療的后天性肘內(nèi)翻畸形患者臨床資料。病例納入標(biāo)準(zhǔn):①術(shù)前利用3D打印技術(shù)制作3D模型，術(shù)中采用3D模型輔助手術(shù)者;②骨折后繼發(fā)肘內(nèi)翻畸形，且已骨性愈合者;③內(nèi)翻角+對側(cè)提攜角>20°者;④未合并其他需同期手術(shù)處理的病變者。共收集病例16例，其中男童10例，女童6例，平均年齡7.7歲(6.2～10.4歲);均有肘關(guān)節(jié)外傷史，受傷至手術(shù)時間為7個月至4年8個月，平均21個月。術(shù)前采用HSS(HospitalforSpecialSurgery)肘關(guān)節(jié)評分標(biāo)準(zhǔn)評定肘關(guān)節(jié)功能[1];其中優(yōu)11例，良0例，一般4例，差1例，優(yōu)良率為68.75%。術(shù)前測量患側(cè)肘內(nèi)翻角為8°～29°，平均(17.88±6.78)°;前傾角為3°～50°，平均(37.30±13.10)°;鮑曼角為97°～115°，平均(108.39±5.59)°。采用測量肱尺角(HUA，humeral-ulna-angle)法測量健側(cè)提攜角。
二、3D模型制作及模擬手術(shù)
所有患者術(shù)前行CT斷層掃描(16排螺旋CT，德國西門子公司)，掃描層厚1mm，獲取Dicom數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics15.0軟件獲得骨折區(qū)域的三維圖像，以STL格式文件輸入3D打印機。采用ABS樹脂材料在3D打印機上按1∶1的比例打印3D實體模型。在3D模型上進(jìn)行三維截骨，同時糾正內(nèi)翻角度、前傾角及旋轉(zhuǎn)。糾正內(nèi)翻截骨角度=患側(cè)內(nèi)翻角+健側(cè)提攜角，糾正前傾角截骨角度=患側(cè)前傾角-健側(cè)前傾角。選擇合適的固定點進(jìn)行克氏針模擬內(nèi)固定(圖1A至圖1D)。
三、手術(shù)方法
術(shù)前用環(huán)氧乙烷消毒3D模型。采用全身麻醉，患者取仰臥患肢外展位，鉛衣保護(hù)患者頭頸胸腹及生殖器。取肱骨遠(yuǎn)端外側(cè)縱形切口，由肱橈肌與肱三頭肌間隙進(jìn)入，切開骨膜顯露肱骨遠(yuǎn)端，按術(shù)前測得的擬糾正角度，參照3D模型(圖1D至圖1E)，于肱骨相應(yīng)截骨部位橫向穿入直徑1.5mm克氏針，術(shù)中再次C臂透視確定截骨線，鋸成楔形切除骨塊，保留對側(cè)少許骨皮質(zhì)增加穩(wěn)定性，手法折斷內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)，外翻位加壓糾正畸形后予克氏針固定，一般選擇直徑2.0mm克氏針2～3枚，經(jīng)肱骨外髁扇形或交叉固定，或經(jīng)內(nèi)外髁交叉固定。術(shù)后上肢石膏托輔助外固定，3周后拆除石膏開始肘關(guān)節(jié)功能鍛煉，一般術(shù)后4～6周骨痂生長滿意后即拆除內(nèi)固定克氏針。
四、隨訪及療效判斷標(biāo)準(zhǔn)
術(shù)后6個月行患側(cè)肱骨正側(cè)位X線片檢查，測量肘關(guān)節(jié)提攜角、肱骨前傾角及鮑曼角。采用HSS肘關(guān)節(jié)評分標(biāo)準(zhǔn)評定肘關(guān)節(jié)功能:90～100分為優(yōu)，80～89分為良，70～79分為一般，60～69分為差。優(yōu)良率=評分為優(yōu)、良的例數(shù)/總例數(shù)×100%[1]。
五、統(tǒng)計學(xué)處理
采用SPSS19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理與分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示，手術(shù)前后比較采用配對t檢驗;計數(shù)資料用例數(shù)和率表示，手術(shù)前后比較采用配對χ2檢驗;P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
結(jié)果
16例患者術(shù)后均獲隨訪，肘內(nèi)翻畸形均獲矯正，截骨術(shù)后均骨性愈合，無神經(jīng)血管損傷，無傷口感染及針道感染。3D模型模擬手術(shù)效果:提攜角范圍為9°～19°，平均為(13.57±2.62)°;術(shù)后6個月提攜角范圍為9°～19°，平均為(14.34±3.28)°，前傾角范圍為24°～51°，平均為(40.08±7.44)°，鮑曼角范圍為55°～76°，平均為(67.54±6.10)°。3D模擬手術(shù)與實際手術(shù)后提攜角對比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.76，P=0.1)，手術(shù)效果符合預(yù)期(表1，圖2)。術(shù)后6個月隨訪時根據(jù)HSS肘關(guān)節(jié)評分標(biāo)準(zhǔn)評定肘關(guān)節(jié)功能:優(yōu)10例，良0例，一般5例，差1例，肘關(guān)節(jié)功能評分為69～100分，平均為(89.31±11.62)分，優(yōu)良率為62.5%，與術(shù)前肘關(guān)節(jié)功能評分比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.03，P=0.32)，詳見表2。
討論
肘內(nèi)翻畸形是兒童肱骨髁上骨折后期常見的并發(fā)癥之一，也可繼發(fā)于肱骨遠(yuǎn)端骨骺損傷。肘內(nèi)翻畸形不僅引起肘關(guān)節(jié)外觀的改變，還造成肘關(guān)節(jié)力線、尺骨鷹嘴及肱三頭肌向內(nèi)側(cè)移位，對尺骨產(chǎn)生長期反復(fù)的外旋力矩，造成肘關(guān)節(jié)外側(cè)副韌帶松弛，最終導(dǎo)致肘關(guān)節(jié)不穩(wěn)定;此外，還可引起同側(cè)肩關(guān)節(jié)后側(cè)不穩(wěn)定和尺神經(jīng)等解剖結(jié)構(gòu)的移位[2，3]。由于明顯的外觀畸形和不同程度功能障礙，常常對兒童身心健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響，大多數(shù)肘內(nèi)翻畸形患者及家屬都有手術(shù)矯形的意愿。
相關(guān)知識推薦：sci收錄的骨科期刊
傳統(tǒng)截骨方法利用肱骨正側(cè)位X線片設(shè)計截骨角度，只能改變內(nèi)翻和前傾角度，無法糾正旋轉(zhuǎn)角度，而肘內(nèi)翻通常伴有肱骨遠(yuǎn)端內(nèi)旋畸形[4]。矯形手術(shù)后部分患者畸形復(fù)發(fā)，肘關(guān)節(jié)功能恢復(fù)差，可能與術(shù)中未同時矯正旋轉(zhuǎn)畸形有關(guān)，因此旋轉(zhuǎn)畸形的矯正同樣需要引起重視，尤其對于術(shù)前測量前傾角過小、內(nèi)旋超過20°、伴有肘關(guān)節(jié)屈曲受限的患者而言，術(shù)中需同時矯正三維畸形[4]。對肱骨遠(yuǎn)端內(nèi)旋畸形通常應(yīng)用Yamamoto法測量肱骨遠(yuǎn)端內(nèi)旋角度，并同時予以矯正[5]。CT三維重建技術(shù)可以清晰觀察骨關(guān)節(jié)畸形的形態(tài)學(xué)改變，但醫(yī)生面對的依舊是二維圖像，缺乏立體感。傳統(tǒng)手術(shù)方法術(shù)中更多憑借醫(yī)生肉眼所見和經(jīng)驗進(jìn)行定位截骨，常需要多次修正截骨，或者在C臂機下不斷調(diào)整以獲得滿意的矯形，從而導(dǎo)致骨量損失增加、手術(shù)時間延長、出血量及并發(fā)癥發(fā)生率增加，其可靠性和精確度也難免受到影響。近年來3D打印技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，在醫(yī)療領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展，在矯形、顱頜面、泌尿、胸心外科等領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用[6-11]。通過3D打印模型可以使醫(yī)師對骨關(guān)節(jié)畸形的形態(tài)獲得更直觀、立體的感受，有助于畸形的立體定位和術(shù)前的全面評估，從而精確設(shè)計最佳的手術(shù)入路和截骨平面，確定術(shù)中所需暴露的范圍，減少手術(shù)創(chuàng)傷和重要解剖結(jié)構(gòu)損傷的風(fēng)險。
利用3D打印模型協(xié)助進(jìn)行準(zhǔn)確的術(shù)前計劃和手術(shù)模擬，以及選擇最合適的植入物進(jìn)行內(nèi)固定，優(yōu)化內(nèi)固定方案，可大大提高術(shù)前截骨平面設(shè)計和內(nèi)固定材料選擇的準(zhǔn)確性[12，13]。通過手術(shù)預(yù)演使術(shù)者更熟悉術(shù)中截骨、復(fù)位和固定過程，可提高手術(shù)準(zhǔn)確度和手術(shù)效果[14]。手術(shù)中我們將3D模型與術(shù)野情況相對照，依據(jù)術(shù)前設(shè)計方案精確截骨和內(nèi)固定，使得矯形更加準(zhǔn)確，固定更加合理可靠，減少了醫(yī)生和患者在放射線下暴露的時間和劑量。楔形截骨時應(yīng)保持內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)及骨膜完整，增加穩(wěn)定性;手法折斷內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)，外翻位加壓糾正畸形后再行內(nèi)固定。如有明顯旋轉(zhuǎn)畸形，可術(shù)中對比3D模型同時糾正。關(guān)于內(nèi)固定方式有多種選擇，鋼板或克氏針均可。我們的經(jīng)驗是在3D模型上進(jìn)行克氏針模擬固定，一般選擇直徑2.0mm克氏針2～3枚經(jīng)肱骨外髁扇形或交叉固定，或經(jīng)內(nèi)外髁交叉固定，多可達(dá)到穩(wěn)定固定，且可避免鋼板內(nèi)固定需二期手術(shù)取出的麻醉風(fēng)險與創(chuàng)傷;如克氏針固定欠佳，則選擇鋼板內(nèi)固定。
本研究中，在3D模型進(jìn)行模擬手術(shù)后測量提攜角，術(shù)后6個月復(fù)查X線片測量提攜角，對數(shù)據(jù)比對分析發(fā)現(xiàn)，3D模擬手術(shù)與實際手術(shù)后提攜角、前傾角對比無統(tǒng)計學(xué)差異，手術(shù)效果符合預(yù)期。術(shù)后6個月HSS肘關(guān)節(jié)功能評分(89.31±11.62)分，與術(shù)前對比無明顯統(tǒng)計學(xué)差異，患者截骨矯形術(shù)后肘關(guān)節(jié)功能與術(shù)前相仿。但3例肘關(guān)節(jié)矢狀面活動范圍有一定丟失，1例肘關(guān)節(jié)功能評級由優(yōu)降為一般，考慮與術(shù)后疼痛導(dǎo)致關(guān)節(jié)功能鍛煉不充分以及手術(shù)后局部瘢痕組織攣縮有關(guān)。另外，本組有1例患者肱骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折繼發(fā)肘內(nèi)翻畸形，受傷到手術(shù)時間為3年5個月，術(shù)前根據(jù)HHS評分肘關(guān)節(jié)功能評價差，考慮可能與粉碎性骨折、肘部肌肉損傷嚴(yán)重、瘢痕形成等有關(guān);術(shù)后隨訪HHS評分與術(shù)前相仿。雖然在疼痛、功能、肌肉力量、屈伸攣縮、前臂旋轉(zhuǎn)等方面，手術(shù)前后評分無明顯變化，但仍需警惕手術(shù)創(chuàng)傷可能對肘關(guān)節(jié)功能產(chǎn)生影響。
3D模型可再現(xiàn)患者病變的三維解剖結(jié)構(gòu)，我們在術(shù)前借助于患者的解剖模型與患者及家屬進(jìn)行病情交流，使患者及家屬對疾病有更加直觀的理解和認(rèn)識，有利于醫(yī)患溝通交流，增加醫(yī)患互信，減少醫(yī)療糾紛的發(fā)生。但是3D模型是基于計算機斷層掃描獲取的3D數(shù)據(jù)打印而成，受分辨率、計算機處理、打印機精度與設(shè)置等多因素影響，與實際解剖可能存在一定差異[15]。3D模型模擬手術(shù)畢竟是脫離肌肉、韌帶等軟組織附著的一個孤立標(biāo)本，與現(xiàn)實手術(shù)操作仍有較大差異，因此仍需要具有一定手術(shù)經(jīng)驗的醫(yī)師進(jìn)行操作，手術(shù)中需隨機應(yīng)變，以獲取更好的矯正效果，避免不必要的手術(shù)風(fēng)險。
本研究的不足之處是樣本量較小，未能設(shè)計對照組出血量、手術(shù)時間等相關(guān)指標(biāo)評價，隨訪時間較短，不排除隨著時間的延長，可能有部分矯形丟失的情況。另外，在3D模型上無法準(zhǔn)確測量前傾角和鮑曼角，因此還需要更大樣本量和更深入的研究，來進(jìn)一步評價3D打印技術(shù)在小兒肘內(nèi)翻畸形截骨矯形中的應(yīng)用價值。——論文作者：
